數(shù)字電路課程設(shè)計---出租車計價器

1、<p><b>　　二〇一一年 7月</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　除租車計價器是乘客與司機雙方的交易準(zhǔn)則，它是出租車行業(yè)發(fā)展的重要標(biāo)志，是出租車中最重要的工具。它關(guān)系著交易雙方的利益。具有良好性能的計價器無論是對廣大出租車司機朋友還是乘客來說都是很必要的。因此，汽車計價器的研究也是十分有一個應(yīng)

2、用價值的。 而采用模擬電路和數(shù)字電路設(shè)計的計價器整體電路的規(guī)模較大，用到的器件多，造成故障率高，難調(diào)試，對于模式的切換需要用到機械開關(guān)，機械開關(guān)時間久了會造成接觸不良，功能不易實現(xiàn)。而采用單片機進行的設(shè)計，相對來說功能強大，用較少的硬件和適當(dāng)?shù)能浖嗷ヅ浜峡梢院苋菀椎膶崿F(xiàn)設(shè)計要求，且靈活性強，可以通過軟件編程來完成更多的附加功能。針對計費模式的切換，通過軟件編程就可以輕易而舉的實現(xiàn)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：

3、出租車計價器 控制；計價器； LED數(shù)碼管</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Taximeter is both passengers and drivers of the transaction criteria, it is the taxi industry an important symbol, a taxi is

4、the most important tools. It relates to the interests of both transactions. Has a good performance regardless of the meter is a vast number of taxi drivers or passengers are very necessary. Therefore, the car meter is al

5、so very much a study of value. The use of analog circuits and digital circuit design of the meter as a whole circuit of a larger scale, using the device, a</p><p>　　Key words: Taximeter ; control ;meter; LE

6、D digital tube</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractI</p><p><b>　　目 錄I</b></p><p><b>　　引

7、言1</b></p><p>　　第一章 設(shè)計任務(wù)與要求1</p><p>　　第二章 使用元件2</p><p>　　第三章 計價指標(biāo)2</p><p><b>　　3．1 計價2</b></p><p>　　第四章 總體設(shè)計方案4</p><

8、p>　　4、1里程計數(shù)及顯示4</p><p><b>　　4、2計價電路6</b></p><p>　　4、3 秒信號發(fā)生器及等候計時電路8</p><p>　　4、4 里程計數(shù)顯示單元9</p><p>　　4、5清零復(fù)位10</p><p>　　4．6時間等候計數(shù)10<

9、;/p><p>　　第五章 計價電路部分10</p><p>　　第六章 總體電路設(shè)計12</p><p><b>　　心得體會14</b></p><p>　　參 考 文 獻15</p><p><b>　　謝 辭15</b></p><p&g

10、t;<b>　　引 言</b></p><p>　　隨著社會的進步以及人們生活水平的日益提高都促使交通工具的不斷變化，無論是在大城市或是中小城市越來越多的出租車公司不斷的出現(xiàn)。出租車的出現(xiàn)方便了人們的生活，對于現(xiàn)在快節(jié)奏生活方式的人們來說出租車無疑是最好的交通工具。那么其收費的方式自然而然就被給予關(guān)注，比如收費標(biāo)準(zhǔn)以及行駛里程等。 </p><p>　　通過

11、設(shè)計實際的出租車計價器應(yīng)用課題，我們也熟悉了單片機系統(tǒng)以及其他硬件操作技術(shù)，提高了分析問題和解決問題的能力。</p><p>　　本次報告共分為6章：第一章設(shè)計主要任務(wù)；第二章介紹使用元件；第三、四章介紹計價指標(biāo)和總體設(shè)計方案；第五、六章介紹計價電路部分和總體電路設(shè)計。最后結(jié)合實驗和個人體會闡述結(jié)果并得出相應(yīng)結(jié)論。</p><p>　　在此謝謝老師的悉心教導(dǎo)和同學(xué)們的互助！</p&g

12、t;<p>　　第一章 設(shè)計任務(wù)與要求</p><p>　　這個出租計價器的系統(tǒng)的主要功能是：</p><p>　　1.汽車隨著行駛里程的增加，計價器里程數(shù)字顯示的讀數(shù)從零逐漸增大，而當(dāng)行駛到5公里時計費數(shù)字顯示開始從起步價5元增加。到達目底地，便可按顯示的數(shù)字收費。</p><p>　　2.計時功能，當(dāng)計程車到達某地需要在那里等候時，只要按一下“計

13、時”鍵，每等候一定時間，傳感器輸出脈沖為0.5m/個，計費顯示就增加一個該收的等候費用。當(dāng)汽車?yán)^續(xù)行駛時，停止計算等候費，繼續(xù)增加里程計費。</p><p>　　3．每0.5km改變一次顯示，且提前顯示（只顯示錢數(shù)）</p><p><b>　　第二章 使用元件</b></p><p>　　NET系列數(shù)字電子技術(shù)實驗系統(tǒng)</p>

14、<p><b>　　直流穩(wěn)壓電源</b></p><p>　　集成電路：74LS74、74LS83、74LS244、74LS290、4060、 </p><p><b>　　4518 及門電路</b></p><p><b>　　顯示：CL002</b></p>

15、<p>　　數(shù)據(jù)開關(guān)、按鈕、阻容元件若干</p><p><b>　　第三章 計價指標(biāo)</b></p><p><b>　　3．1 計價</b></p><p>　　1、按啟動鍵后開始計費。</p><p>　　2、起步價為5元，起步價內(nèi)行駛里程為5公里。</p><

16、p>　　3、起步價5公里之后，正常行駛速度下每公里1.2元，小于0.1元不計費。</p><p>　　4、起步價5公里之后,當(dāng)行駛速度等于或者小于120米/分鐘時，不再按距離計費改為按時間計費，每10秒0.1元，小于10秒不計費。</p><p>　　5、起步價（5公里）內(nèi)只按距離計費，不按時間計費。</p><p>　　6、按下客鍵后，計價器計費停止，顯示總

17、計的車費。</p><p>　　7、關(guān)閉啟動鍵后，計價器清零，顯示全零。</p><p>　　下圖為計程車計價器控制電路整體框圖。</p><p>　　計程車計價器控制電路框圖:</p><p><b>　　y清零</b></p><p><b>　　Y</b></p

18、><p>　　計程車傳感信號 候時起動 </p><p>　　圖3.1計程車計價器控制電路框圖</p><p>　　如圖3.2所示為出租車計價器控制電路框圖</p><p>　　圖3.2 出租車計價器控制電路框圖</p><p>　　第四章 總體設(shè)計方案<

19、/p><p>　　4、1里程計數(shù)及顯示</p><p>　　在計程車轉(zhuǎn)軸上加裝傳感器，以便獲得“行駛里程信號”。設(shè)汽車每走10米發(fā)一個脈沖，到1公里時發(fā)100個脈沖，所以對里程計數(shù)要設(shè)計一個模100計數(shù)器，如下圖所示。</p><p>　　圖4.1 模100計數(shù)器</p><p>　　里程的計數(shù)顯示，則用十進制計數(shù)，譯碼顯示即可，計數(shù)器采用7

20、4LS290，顯示可用譯碼、驅(qū)動，顯示三合一器件CL002或共陰、共陽顯示組件（74LS248、LC5011-11或74LS247、LA5011-11）。</p><p>　　圖4.2 里程計數(shù)、譯碼、顯示 </p><p>　　圖4.3 里程計數(shù)電路圖</p><p><b>　　4、2計價電路</b></p&g

21、t;<p>　　該電路由兩部分組成，一是里程計價：在起價公里以內(nèi)（如3公里內(nèi)），按起步價算；若超過起價公里，則每走一公里，計價器則加上每公里的單價款。二是等候計價；汽車運行時，自動關(guān)斷計時等待，而當(dāng)要等候計數(shù)時，需要手動按動“等侯”計費開關(guān)，進行計時，時間到（如10分鐘），則輸出1公里的脈沖，相當(dāng)于里程增加了1公里，數(shù)字顯示均為十進制數(shù)。因此，加法也要以BCD碼相加。</p><p>　　一位BCD

22、碼相加的電路如圖4.4所示，當(dāng)二位二進制BCD碼數(shù)字相加超過數(shù)值9時，有進位輸出。</p><p>　　圖4.4 一位8421BCD碼加法器</p><p>　　里程判別電路如圖4.5所示。當(dāng)所設(shè)置的起價公里數(shù)到時，使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。圖4.5中為3公里時觸發(fā)器動作。</p><p>　　圖4.5 里程判別電路</p><p>　　4、3 秒信號

23、發(fā)生器及等候計時電路</p><p>　　秒信號可用32768Hz石英晶體振蕩經(jīng)CD4060分頻后獲得。簡易的可用555定時器近似獲得。</p><p>　　我們采用14位同步二進制計數(shù)器和振蕩器4060，外接石英晶體實現(xiàn)振蕩與分頻功能，可以輸出2Hz的信號，在經(jīng)過二分頻就可以得到1Hz（T=1s）的脈沖信號。</p><p>　　14位同步二進制計數(shù)器和振蕩器40

24、60由兩部分組成，一部分是14級分頻器，分頻系數(shù)為16~16384，從Q4~Q14端輸出；另一部分是振蕩器電路，通過外接電阻和電容構(gòu)成RC振蕩器，，或外接石英構(gòu)成晶體振蕩器。圖如圖4.6所示，功能表見表1。由功能表可知，CLR為復(fù)位端，高電平時計數(shù)器清零，低電平時，執(zhí)行計數(shù)器功能。</p><p>　　表 4.1 4060功能表</p><p>　　我們可以用4060的Q4端得到的2Hz

25、的脈沖信號進入有4518構(gòu)成的二分頻器，在輸出端Q0上就可以得到1Hz的脈沖信號。功能表如表2。電路如圖8所示。</p><p>　　表4.2 4518功能表</p><p>　　侯時計數(shù)器每10分鐘輸出一個脈沖，個位秒計數(shù)器為60進制，分計數(shù)器為十進制，這就組成了600進制計數(shù)器。 </p><p>　　圖4.6 4046和4518構(gòu)成的二分頻器</p

26、><p>　　4、4 里程計數(shù)顯示單元</p><p>　　計程車起動后，每前進10米，發(fā)一個脈沖，通過IC19與門（74LS08），輸入到IC4CP0端進行計數(shù)，IC4、IC5（74LS290）為模100計數(shù)器，當(dāng)計數(shù)器計滿1Km（100*10），在IC5的Q3輸出一個脈沖，使IC6計數(shù)，顯示器就顯示1公里。IC6、IC7、IC8為三位十進制計數(shù)器，計程（數(shù)）最大范圍為999。</p&

27、gt;<p>　　計程車計價（程）時，開關(guān)K合上（打在位置2上）</p><p><b>　　4、5清零復(fù)位</b></p><p>　　清零復(fù)位后，要使各計數(shù)均清0，顯示器中僅有單價和起步價顯示外，其余均顯示為0。</p><p>　　汽車啟動后，里程顯示開始計數(shù)。當(dāng)汽車等候時，等候時間開始顯示。運行計數(shù)和等候計數(shù)二者不同時計數(shù)

28、工作。</p><p>　　計程車計價器總圖分別由里程計數(shù)單元、侯時計數(shù)單元、起步價、單價預(yù)置開關(guān)、加法器、顯示及控制觸發(fā)器等部分組成。</p><p><b>　　4．6時間等候計數(shù)</b></p><p>　　IC3、IC2、IC1為時間等候計數(shù)器。當(dāng)計程車在等候時，司機按一下“侯時”鍵，IC9被置成1，觸發(fā)器Q端輸出1信號，使4046定時

29、振蕩，輸出1Hz的脈沖到IC1、IC2、進行60秒計數(shù)，IC3為十進制計數(shù)器。當(dāng)計滿10分鐘，輸出一個脈沖，CP10到IC18或門，給里程計數(shù)器計數(shù)，即等候10分鐘，相當(dāng)于行程1公里。</p><p>　　若等候5分鐘時，汽車恢復(fù)行駛，這時，汽車運行輸出的脈沖，使IC9翻轉(zhuǎn)（Q=0），計時停止而轉(zhuǎn)入計程。這樣，二者不會重復(fù)計數(shù)，實現(xiàn)正確，合理的收費。</p><p>　　第五章 計價電路

30、部分</p><p>　　設(shè)計單價按最小單位元計，允許有小數(shù)點后一位，即以角計但總價按整元計，最高價為999元。</p><p><b>　　所用元件原理說明：</b></p><p>　　1、74LS244起緩存作用，可將起步價預(yù)置直接顯示到計價器又能將此信息存儲起來。</p><p>　　2、74LS273為八D觸發(fā)

31、器：當(dāng)R端為“1”時正常工作，當(dāng)脈沖信號輸入（行程超過1km，或等待時間超過600s時），芯片工作將D處信號輸入，通過觸發(fā)器作用Q的n+1次方為D，將信號從Q端輸入。</p><p>　　3、與門：在計價器中十位的七段數(shù)碼管中引出的與門實現(xiàn)當(dāng)位到達九時再從BCD碼加法器中再輸入一個信號時即到達1010時從與門輸出信號“1”。</p><p>　　4、一位BCD碼加法器：可將小數(shù)點后按角計的

32、部分累加，到滿一元后從CO端向二位BCD碼加法器的C1端輸入進位 從而實現(xiàn)總價而不出現(xiàn)“角”。又滿足單位中對角的累加實現(xiàn)總價的合理性。</p><p>　　5、2位BCD碼加法計數(shù)器：從八D觸發(fā)器輸出的信號引入BCD碼加法器的A端，從里程單價預(yù)制的信息輸入B端通過BCD碼加法器作用將兩者的BCD碼相加，從S端輸出，并將其引入計價器上與原來的數(shù)字相加而顯示總價。</p><p>　　C1端為

33、接受低位相高位的進位端。如圖5.1：</p><p>　　圖5.1 兩位BCD碼加法器電路圖</p><p>　　6、74LS290：74LS290為10進制計數(shù)器，當(dāng)其R0=R1=R2=R1=0時實現(xiàn)其功能。此時將與門輸出端所有的信號輸入其CP脈沖端，使之每米一個脈沖就在其輸出端變化一位，并將其輸出端引入七段數(shù)碼管，從而實現(xiàn)最高價位999的 功能。</p><p>

34、;　　7、復(fù)位、秒信號、侯時信號</p><p>　　復(fù)位按鈕按下后，所有計數(shù)器、寄存器清0，里程計價顯示時全為0。而當(dāng)復(fù)位按鈕抬起后，計價器則顯示起步價數(shù)值（里程單價顯示不受復(fù)位信號控制）。</p><p>　　侯時“鍵”按下，IC9的Q=1，脈沖秒信號產(chǎn)生，使計時電計數(shù)。</p><p>　　脈沖秒信號由4046定時電路產(chǎn)生。</p><p&

35、gt;　　第六章 總體電路設(shè)計</p><p>　　出租車計價器分別由里程計數(shù)單元，候時計數(shù)單元，起步價，單價預(yù)置開關(guān)，加法器，顯示及控制觸發(fā)器等部分組成，如圖6.1</p><p>　　圖6.1 出租車總電路圖</p><p><b>　　心得體會</b></p><p>　　“數(shù)字電路課程設(shè)計”是電子技術(shù)課程的實踐

36、性教學(xué)環(huán)節(jié)，是對我學(xué)習(xí)電子技術(shù)的綜合性訓(xùn)練。以前根本就沒有這樣的課,所以我非常珍惜這次做課程設(shè)計的機會.</p><p>　　我做的是出租車計價器的設(shè)計，然而，要完成一個課題的設(shè)計要涉及到許多方面的知識。通過上網(wǎng)查詢和查閱相關(guān)書籍資料，讓我知道了大量關(guān)于出租車計價器設(shè)計的知識，同時又重新將從前學(xué)過的知識復(fù)習(xí)了一遍，做到對各個集成塊的引腳功能和工作原理都很清晰。從而讓我更深一步掌握了時序邏輯電路的功能，學(xué)會了做課程

37、設(shè)計的一般步驟。</p><p>　　首先我制定出自己的設(shè)計方案，其次詳細(xì)設(shè)計每一部分的電路，最后再根據(jù)原理方框圖連接電路。這不僅培養(yǎng)了我獨立分析和解決實際問題的能力，同時也為以后的電路設(shè)計打好了基礎(chǔ)。</p><p>　　在這次的設(shè)計中，讓我認(rèn)識到自己在學(xué)習(xí)理論知識中的不足。特別是555定時器那塊知識，我學(xué)的不太好，李明奎老師教我們的數(shù)字電路，他講的很好，我真后悔沒下大功夫?qū)W。所以在以后

38、的學(xué)習(xí)中我會吸取這次的教訓(xùn)，認(rèn)真對待每一個知識點,腳踏實地的去學(xué)習(xí),多向老師和同學(xué)請教.在此次設(shè)計中我非常感謝李老師,李老師及其它給予我?guī)椭睦蠋?我的設(shè)計中一定存在很多不足之處，還望各位老師予以指正，提出修改的建議！</p><p><b>　　參 考 文 獻</b></p><p>　　[1] 曹漢房編著.數(shù)字技術(shù)教程.北京:電子工業(yè)出版社,1995</p&

39、gt;<p>　　[2] 丁康源編著.數(shù)字集成電子技術(shù)教程.北京:高等教育出版社,1993</p><p>　　[3] 康華光·電子技術(shù)基礎(chǔ)（數(shù)字部分）·高等教育出版社2000</p><p>　　[4] 張風(fēng)言編著.大規(guī)?？删幊踢壿嬈骷c數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,1998</p><p>　　[5] Cheung

40、 K M. More on the decoder error probability for Reed-solomon codes[J]. IEEE Tran Information Theory.1989，35（12）：1</p><p>　　[6] 電子工程手冊編委會等編.中外集成電路簡明速查手冊-TTL,CMOS.北京:電子工業(yè)出版社,1991</p><p>　　[7] Stev

41、en， Roman. Coding and Information Theory[M]. Springer- Verlag， 1991：89～90</p><p>　　[8] 周常森，《電子電路計算機仿真技術(shù)》，山東科技出版社</p><p>　　[9] 姚福安，《電子電路設(shè)計與實踐》，山東科學(xué)技術(shù)出版社，2002</p><p>　　[10] 樓然苗，李光飛.單片

42、機課程設(shè)計指導(dǎo)[M].北京：北京航天航空出版社.2006，5</p><p><b>　　謝 辭</b></p><p>　　在本次論文完成之際，謹(jǐn)向我的課程設(shè)計論文指導(dǎo)老師xx致予衷心的謝意。</p><p>　　本次課程設(shè)計的設(shè)計過程中得到了xx老師的支持和悉心的教導(dǎo)，在設(shè)計論文修改階段x老師非常認(rèn)真負(fù)責(zé)地給予關(guān)心和指導(dǎo)，多次給出了修改意見